JP2012021643A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の条件が成立したときにクリープを禁止する制御と駐車支援制御とが干渉しないようにして運転者の違和感を解消する。
【解決手段】 所定の条件が成立したときにベルト式無段変速機１３をインギヤ状態からニュートラル状態に移行してクリープを禁止するように構成した車両の制御装置において、駐車支援装置は、運転者が車両をクリープ走行させながら駐車する間に運転者のステアリング操作をアシストする。駐車支援装置の作動時には、所定の条件が成立しても、電子制御ユニットはベルト式無段変速機１３をインギヤ状態からニュートラル状態に移行してクリープを禁止することなく、ベルト式無段変速機１３をインギヤ状態に維持してクリープを可能にするので、クリープ禁止制御と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、所定の条件が成立したときに変速機のクリープを禁止するように構成した車両の制御装置に関する。

アクセル開度がゼロであり、フットブレーキが操作され、かつ車速がゼロであるときに変速機をニュートラル状態にしてクリープを禁止することで、トルクコンバータの引きずりを防止してエンジンの燃費を節減するクリープ制御装置において、ステアリングホイールが操作されているときにクリープの禁止を解除して積極的にクリープ力を発生させることで、フットブレーキの操作によりクリープ車速以下の種々の微速状態を容易に作り出せるようにしたものが、下記特許文献１により公知である。

また運転者が車両を所定の駐車位置に駐車するときに、先ず車両を駐車位置に対して一定の位置関係を有する駐車開始位置に停止させて駐車支援スタートスイッチを押し、ステアリングホイールから手を放してブレーキで車速を調整しながら車両をクリープ走行させ、車両の移動距離に応じて予め設定された操舵角が得られるようにステアリングアクチュエータを制御することで、車両を自動的に駐車位置に誘導する駐車支援装置が、下記特許文献２により公知である。

また車両をクリープ走行させる間に自動操舵を行う駐車支援装置において、自動制動によってクリープ車速を制御することで、車速が上限車速を超えて駐車支援制御が中止されないようにするものが、下記特許文献３により公知である。

特開平５−６０２２４号公報 特開２００１−６３６００号公報 特許第３７５５４６４号公報

ところで、車両が上記特許文献１のクリープ制御装置と上記特許文献２の駐車支援装置とを備えている場合、駐車支援制御の実行中にステアリングホイールがニュートラル近傍で停止し、かつ運転者がフットブレーキを踏んで車両が停止すると、車両のクリープが禁止されて駐車支援制御が一時的に中断されてしまい、運転者に違和感を与える可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、所定の条件が成立したときにクリープを禁止する制御と駐車支援制御とが干渉しないようにして運転者の違和感を解消することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、所定の条件が成立したときに変速機のクリープを禁止するように構成した車両の制御装置において、運転者が車両をクリープ走行させながら駐車する間に運転者のステアリング操作をアシストする駐車支援装置と、前記駐車支援装置の作動時には、前記所定の条件が成立しても変速機のクリープを可能にする制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、前記所定の条件が成立したときに前記変速機をインギヤ状態からニュートラル状態に移行してクリープを禁止するとともに、前記駐車支援装置の作動時には前記変速機をインギヤ状態に維持してクリープを可能にすることを特徴とする車両の制御装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記制御手段は、前記変速機をインギヤ状態に維持するときに、その変速比を固定することを特徴とする車両の制御装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記制御手段は、前記固定する変速比を最低変速比とすることを特徴とする車両の制御装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御手段は、前記所定の条件が成立したときにエンジンのアイドリングを停止してクリープを禁止するとともに、前記駐車支援装置の作動時には前記エンジンをアイドリング状態に維持してクリープを可能にすることを特徴とする車両の制御装置が提案される。

尚、実施の形態のベルト式無段変速機１３は本発明の変速機に対応し、実施の形態の電子制御ユニットは本発明の制御手段に対応する。

請求項１の構成によれば、所定の条件が成立したときに変速機のクリープを禁止するように構成した車両の制御装置において、駐車支援装置は、運転者が車両をクリープ走行させながら駐車する間に運転者のステアリング操作をアシストする。駐車支援装置の作動時には、前記所定の条件が成立しても、制御手段は変速機のクリープを禁止することなくクリープを可能にするので、クリープ禁止制御と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。

また請求項２の構成によれば、前記所定の条件が成立したときには、制御手段が変速機をインギヤ状態からニュートラル状態に移行することで、クリープを禁止することができる。一方、駐車支援装置の作動時には、制御手段が変速機をインギヤ状態に維持してクリープを可能にするので、クリープ禁止制御と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。

また請求項３の構成によれば、制御手段は変速機をインギヤ状態に維持するときに変速比を固定するので、例えばエンジン回転数が増加するファーストアイドル制御時や、車両が下り坂を走行するような場合にシフトアップが行われて車速が出過ぎてしまい、運転者のブレーキ操作が煩雑になるのを防止することができる。

また請求項４の構成によれば、制御手段は固定する変速比を最低変速比とするので、クリープ車速が必要以上に高くなるのを防止して運転者のブレーキ操作を楽にすることができる。

また請求項５の構成によれば、前記所定の条件が成立したときには、制御手段がエンジンのアイドリングを停止することで、クリープを禁止することができる。一方、駐車支援装置の作動時には、制御手段がエンジンをアイドリング状態に維持してクリープを可能にするので、クリープ禁止制御と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。

車両の駆動力伝達系を示すスケルトン図。（第１の実施の形態） クリープ制御装置の制御系のブロック図。（第１の実施の形態） 作用を説明するタイムチャート。（第１の実施の形態） クリープ走行中の車速の変化を説明するグラフ。（第１の実施の形態） 作用を説明するタイムチャート。（第２の実施の形態）

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、車両のエンジン１１の駆動力は、トルクコンバータ１２、ベルト式無段変速機１３、減速機１４およびディファレンシャルギヤ１５を介して左右の駆動輪１６，１６に伝達される。トルクコンバータ１２は、エンジン１１のクランクシャフト１７に接続されたポンプ１８と、ベルト式無段変速機１３の入力軸１９に接続されたタービン２０と、ケーシング２１に固定されたステータ２２と、エンジン１１のクランクシャフト１７をベルト式無段変速機１３の入力軸１９に直結するロックアップクラッチ２３とを備える。

ベルト式無段変速機１３は、入力軸１９の外周に相対回転自在に嵌合するスリーブ２４と、入力軸１９およびスリーブ２４間に配置された遊星歯車機構よりなる前後進切換機構２５と、スリーブ２４に支持されたドライブプーリ２６と、入力軸１９と平行に配置された出力軸２７と、出力軸２７に支持されたドリブンプーリ２８と、ドライブプーリ２６およびドリブンプーリ２８に巻き掛けた金属ベルト２９とを備える。

前後進切換機構２５は、入力軸１９に接続されたリングギヤ３０と、スリーブ２４に接続されたサンギヤ３１と、キャリヤ３２に回転自在に支持されてリングギヤ３０およびサンギヤ３１に噛合する複数のピニオン３３…と、リングギヤ３０およびサンギヤ３１を結合可能なフォワードクラッチ３４と、キャリヤ３２をケーシング２１に結合可能なリバースブレーキ３５とを備える。

ドライブプーリ２６は固定側プーリ半体２６ａと可動側プーリ半体２６ｂとを備え、可動側プーリ半体２６ｂは油圧で固定側プーリ半体２６ａに対して接近および離間可能である。同様に、ドリブンプーリ２８は固定側プーリ半体２８ａと可動側プーリ半体２８ｂとを備え、可動側プーリ半体２８ｂは油圧で固定側プーリ半体２８ａに対して接近および離間可能である。

減速機１４は、出力軸２７に固設した第１減速ギヤ３７と、減速軸３６に固設されて第１減速ギヤ３７に噛合する第２減速ギヤ３８と、減速軸３６に固設された第３減速ギヤ３９と、ディファレンシャルギヤ１５のケースに固設されて第３減速ギヤ３９に噛合する第４減速ギヤ４０とで構成される。

図２に示すように、車両のクリープを制御する電子制御ユニット４１には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ４２と、運転者によるブレーキ操作を検出するブレーキ操作センサ４３と、車速を検出する車速センサ４４と、シフトレバーにより選択されたシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ４５と、駐車支援装置４６とが接続され、それらの信号に基づいて電子制御ユニット４１は前後進切換機構２５のフォワードクラッチ３４およびリバースブレーキ３５の作動と、スロットルバルブの開度を電気的に制御するスロットルアクチュエータ４７の作動とを制御する。

駐車支援装置は、例えば特開２００１−６３６００号公報に記載されているように周知のものである。その概要を説明すると、運転者が車両を所定の駐車位置に駐車するときに、先ず車両を駐車位置に対して一定の位置関係を有する駐車開始位置に停止させて駐車支援スタートスイッチを押し、ステアリングホイールから手を放してブレーキで車速を調整しながら車両をクリープ走行させると、車両の移動距離に応じて予め設定された操舵角が得られるようにステアリングアクチュエータが作動することで、車両を自動的に駐車位置に誘導するものである。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

前後進切換機構２５のフォワードクラッチ３４を係合してリングギヤ３０およびサンギヤ３１を結合した状態では、エンジン１１のクランクシャフト１７の駆動力は、トルクコンバータ１２→入力軸１９→リングギヤ３０→サンギヤ３１→スリーブ２４→ドライブプーリ２６→金属ベルト２９→ドリブンプーリ２８→出力軸２７→減速機１４→ディファレンシャルギヤ１５の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達され、車両を前進走行させる。

また前後進切換機構２５のリバースブレーキ３５を係合してキャリヤ３０をケーシング２１に結合した状態では、エンジン１１のクランクシャフト１７の駆動力は、トルクコンバータ１２→入力軸１９→リングギヤ３０→ピニオン３３…→サンギヤ３１→スリーブ２４→ドライブプーリ２６→金属ベルト２９→ドリブンプーリ２８→出力軸２７→減速機１４→ディファレンシャルギヤ１５の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに逆回転となって伝達され、車両を後進走行させる。

このとき、ドライブプーリ２６の可動側プーリ半体２６ｂを固定側プーリ半体２６ａに接近させて有効半径を増加させ、ドリブンプーリ２８の可動側プーリ半体２８ｂを固定側プーリ半体２８ａから離間させて有効半径を減少させると、ベルト式無段変速機１３の減速比がＯＤ側に変化する。逆にドライブプーリ２６の可動側プーリ半体２６ｂを固定側プーリ半体２６ａから離間させて有効半径を減少させ、ドリブンプーリ２８の可動側プーリ半体２８ｂを固定側プーリ半体２８ａに接近させて有効半径を増加させると、ベルト式無段変速機１３の減速比がＬＯＷ側に変化する。よって、ドライブプーリ２６およびドリブンプーリ２８の溝幅を制御することで、ベルト式無段変速機１３の減速比を無段階に変化させることができる。

本実施の形態の車両では、クリープ走行を行う必要がないときにクリープ力の発生を禁止することで、トルクコンバータ１２の引きずりトルクを低減してエンジン１１の燃費を節減にするノンクリープ制御が行われる。即ち、アクセル開度センサ４２で検出したアクセル開度ゼロであって運転者がアクセルペダル踏み込んでおらず、ブレーキ操作センサ４３で運転者によるブレーキ操作が検出され、かつ車速センサ４４により車両が停止していることが検出されると、シフトレンジセンサ４５がドライブレンジを検出している場合であってもフォワードクラッチ３４を強制的に係合解除し、シフトレンジセンサ４５がリバースレンジを検出している場合であってもリバースブレーキ３５を強制的に係合解除する。

これにより、エンジン１１の駆動力は前後進切換機構２５において遮断されて入力軸１９からスリーブ２４に伝達されなくなり、クリープ力が駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されなくなって車両が停止する。その結果、クリープ走行しようとする車両をブレーキで強制的に停止状態に維持する必要がなくなるため、アイドリング運転中のエンジン１１の負荷が減少して燃費の節減に寄与することができる。

ところで、上述した駐車支援制御を行うとき、運転者はブレーキペダルを断続的に踏んでクリープ車速を制御しながら車両を移動させるが、駐車支援制御中に一時的に車速がゼロになると上述したノンクリープ制御の条件が成立してクリープ走行が中断してしまうため、駐車支援制御が不能になる問題がある。

そこで本実施の形態では、駐車支援装置４６が作動して駐車支援制御が開始されると、駐車支援制御が終了するまでの間はノンクリープ制御の実行を禁止し、車両のクリープ走行が可能な状態を維持する。これにより、駐車支援制御を行わないときにはノンクリープ制御を実行して燃費を節減し、駐車支援制御を行うときにはノンクリープ制御を禁止して支障なく駐車支援制御を行えるようにすることができる。これにより、ノンクリープ制御と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。

またクリープ制御中は、電子制御ユニット４１からの指令でスロットルアクチュエータ４７が作動してエンジン１１のアイドル回転数を増加させるクリープアップ制御を行うので、運転者はブレーキで車速を調整しながら車両をクリープ走行させることができる、アクセルペダルの踏込みにより駐車支援制御の中断条件が成立して駐車支援制御が中断されるのを防止することができる。

次に、上記作用を図３のタイムチャートに基づいて更に説明する。

先ず、時刻ｔ１にノンクリープ制御を実行する条件（アクセル開度ゼロ、ブレーキ作動、車速ゼロ）が成立すると、時刻ｔ２にノンクリープ制御を実行すべくフォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）が非係合になってインギヤ状態が解除される。続く時刻ｔ３に駐車支援スタートスイッチが押されて時刻ｔ４に駐車支援スタートスイッチが放されると、駐車支援制御の開始が受け付けられてクリープアップ制御が要求される。

時刻ｔ５にフォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）が係合してインギヤ状態になると、クリープアップ制御が許可されてエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数（例えば、６００ｒｐｍ）からクリープアップ回転数（例えば、９００ｒｐｍ）に向けて増加し、それに応じてプーリ車速ＶＰも増加する。そして時刻ｔ６に車両が目標駐車位置に達して駐車支援制御が終了すると、クリープアップ制御が終了してエンジン回転数ＮＥがクリープアップ回転数からアイドル回転数に復帰する。

ところで、図４に示すように、クリープアップ制御が許可されて車両がクリープ走行するとき、エンジンＥのアイドル回転数を増加させるファーストアイドル制御が実行されたり、車両が下り坂を走行したりすると、仮にベルト式無段変速機１３のシフトアップが許可されてしまうと、クリープ車速が過剰に増加して煩雑なブレーキ操作を要求される可能性がある。しかしながら本実施の形態によれば、車両がクリープ走行する場合、ベルト式無段変速機１３の減速比がＬＯＷ側の最低変速比に固定されるため、クリープ車速の過剰な増加が防止されて運転者のブレーキ操作の負担が軽減される。

また駐車支援制御中に車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）を超えると、駐車支援制御を中止するように構成されている場合、クリープアップ制御中の変速比を最低変速比に固定することでクリープ車速を低く抑えることができるので、駐車支援制御が運転者の意思に反して中止されてしまう事態を回避することができる。

更に、上記特許文献３に記載された発明では、駐車支援制御中に車速を上限車速以下に抑えるべく自動制動を行うため、ブレーキ油圧を発生するＶＳＡ（ビークル・スタビリティ・アシスト）装置等の油圧制御装置が必要になるが、本実施の形態によれば、クリープアップ制御中に変速比を最低変速比に固定することでクリープ車速を低く抑えることができるので、油圧ブレーキを使用せずにエンジンブレーキのみで対応可能となり、前記油圧制御装置が不要になる。

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、所定の条件が成立すると、ベルト式無段変速機１３のフォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）を非係合にしてクリープを禁止しているが、第２の実施の形態では、フォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）を非係合にすることに加えて、エンジン１１をアイドルストップすることでクリープを禁止している。

即ち、時刻ｔ１にアイドルストップ制御を実行する条件（アクセル開度ゼロ、ブレーキ作動、車速ゼロ）が成立するとエンジン１１がアイドルストップし、時刻ｔ２にフォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）が非係合になってインギヤ状態が解除される。続く時刻ｔ３に駐車支援スタートスイッチが押されて時刻ｔ４に駐車支援スタートスイッチが放されると、駐車支援制御の開始が受け付けられてクリープアップ制御が要求され、エンジン１１が始動してアイドリング状態になる。

時刻ｔ５にフォワードクラッチ３４（あるいはリバースブレーキ３５）が係合してインギヤ状態になると、クリープアップ制御が許可されてエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数（例えば、６００ｒｐｍ）からクリープアップ回転数（例えば、９００ｒｐｍ）に向けて増加し、それに応じてプーリ車速ＶＰも増加する。そして時刻ｔ６に車両が目標駐車位置に達して駐車支援制御が終了すると、クリープアップ制御が終了してエンジン回転数ＮＥがクリープアップ回転数からアイドル回転数に復帰する。

以上のように、第２の実施の形態によっても、駐車支援制御を行わないときにはノンクリープ制御を実行して燃費を節減し、駐車支援制御を行うときにはノンクリープ制御を禁止して支障なく駐車支援制御を行えるようにすることができる。これにより、ノンクリープ禁止と駐車支援制御とが干渉するのを防止して運転者の違和感を解消することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、第２の実施の形態では、ノンクリープ制御時にベルト式無段変速機１３をニュートラル状態にし、かつエンジン１１をアイドルストップしているが、ベルト式無段変速機１３をインギヤ状態にしたまま、エンジン１１をアイドルストップしても良い。

また本発明の変速機は実施の形態のベルト式無段変速機Ｔに限定されるものではなく、クリープ力を発生可能なものであれば良い。

１１ エンジン
１３ ベルト式無段変速機（変速機）
４１ 電子制御ユニット（制御手段）
４６ 駐車支援装置

Claims (5)

1. 所定の条件が成立したときに変速機（１３）のクリープを禁止するように構成した車両の制御装置において、
   運転者が車両をクリープ走行させながら駐車する間に運転者のステアリング操作をアシストする駐車支援装置（４６）と、
   前記駐車支援装置（４６）の作動時には、前記所定の条件が成立しても変速機（１３）のクリープを可能にする制御手段（４１）と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御手段（４１）は、前記所定の条件が成立したときに前記変速機（１３）をインギヤ状態からニュートラル状態に移行してクリープを禁止するとともに、前記駐車支援装置（４６）の作動時には前記変速機（１３）をインギヤ状態に維持してクリープを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御手段（４１）は、前記変速機（１３）をインギヤ状態に維持するときに、その変速比を固定することを特徴とする、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御手段（４１）は、前記固定する変速比を最低変速比とすることを特徴とする、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御手段（４１）は、前記所定の条件が成立したときにエンジン（１１）のアイドリングを停止してクリープを禁止するとともに、前記駐車支援装置（４６）の作動時には前記エンジン（１１）をアイドリング状態に維持してクリープを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。

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